JP6647788B2 - Welding system and welding method - Google Patents
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Description
本発明は、溶接システム及び溶接方法に関する。 The present invention relates to a welding system and a welding method.
原子力発電プラントの原子炉などで発生した放射性廃棄物は、例えば特許文献1に記載された放射性物質収納容器に収納される。このような放射性物質収納容器は、例えば円筒状に形成された胴部を有している。胴部のうち軸方向の一端部には開口部が形成され、当該開口部を塞ぐように蓋部がネジ等によって固定される。 Radioactive waste generated in a nuclear reactor of a nuclear power plant or the like is stored in a radioactive substance storage container described in Patent Document 1, for example. Such a radioactive substance storage container has, for example, a body formed in a cylindrical shape. An opening is formed at one end in the axial direction of the body, and a lid is fixed with a screw or the like so as to close the opening.
このような胴部の一端部の表面は、ステンレス等の溶接層で覆われている。この溶接層は、従来、胴部の一端部に肉盛溶接を行うことで形成している。例えば、胴部を周方向に回転させた状態で、まず溶接トーチを一端部の径方向の外周部に対向させ、胴部の回転によって周方向の一周に亘ってビードを形成する。その後、溶接トーチを径方向の内周側に予め設定された距離だけ移動させ、すでに形成された外側のビードに一部を重ねるように新たにビードを形成する。その後、溶接トーチを径方向の内周側に上記設定距離だけ移動させ、同様に新たなビードを形成する。このように、胴本体を回転させた状態で、一端部の径方向の外周側から内周側に溶接トーチを等ピッチずつ移動させてビードを形成している。 The surface of one end of such a trunk is covered with a welding layer of stainless steel or the like. Conventionally, this welding layer is formed by performing build-up welding on one end of the body. For example, in a state where the trunk is rotated in the circumferential direction, the welding torch is first made to face the radially outer peripheral portion of one end, and a bead is formed over one circumferential direction by the rotation of the trunk. Thereafter, the welding torch is moved to a radially inner peripheral side by a predetermined distance, and a new bead is formed so as to partially overlap the already formed outer bead. Thereafter, the welding torch is moved to the radially inner peripheral side by the set distance, and a new bead is similarly formed. In this way, a bead is formed by moving the welding torch at regular intervals from the radially outer side of the one end to the inner side while the body is rotated.
しかしながら、ビードの形状は母材の温度や外気温等によりビード毎に変化する。このため、溶接トーチを等ピッチずつ移動させる手法では、既に形成されたビードに新たなビードを重ねる際、重複部分が大きくなり過ぎたり、不足したりする場合がある。このような場合、溶接動作を一旦停止させ、作業者が溶接トーチの移動量を修正する必要がある。そのため、作業時間が長くなり、作業者の負担が大きくなってしまう。 However, the shape of the bead changes for each bead due to the temperature of the base material, the outside air temperature, and the like. For this reason, in the method of moving the welding torch at regular pitches, when a new bead is overlapped with an already formed bead, the overlapping portion may be too large or insufficient. In such a case, it is necessary to temporarily stop the welding operation and correct the movement amount of the welding torch by the operator. Therefore, the work time is lengthened, and the burden on the worker is increased.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、作業時間を短縮化し、作業者の負担を低減することが可能な溶接システム及び溶接方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide a welding system and a welding method capable of shortening an operation time and reducing a burden on an operator.
本発明に係る溶接システムは、円筒状に形成された胴本体を周方向に回転可能に支持する回転支持装置と、前記胴本体のうち軸方向の端部に複数のビードを含む溶接部を形成する溶接トーチを有し、前記溶接トーチを前記胴本体の径方向に移動可能な溶接装置と、前記端部上における位置を計測可能な位置計測装置と、前記回転支持装置により前記胴本体を回転させた状態とし、前記端部上のうち溶接対象となる第1溶接位置を前記位置計測装置に計測させ、前記溶接トーチに前記第1溶接位置で前記端部の周方向の一周に亘って第1ビードを形成させ、前記端部上のうち前記第1ビードの前記径方向の端部が配置される位置を第2溶接位置として前記位置計測装置に計測させた後、前記溶接トーチに前記第2溶接位置で前記第1ビードの一部に重ねるように前記端部の周方向の一周に亘って第2ビードを形成させる制御装置と、を備える。 The welding system according to the present invention forms a rotation support device that rotatably supports a cylindrical main body in a circumferential direction and a welded portion including a plurality of beads at an axial end of the main body. A welding torch to move the welding torch in the radial direction of the trunk body, a position measuring device capable of measuring a position on the end, and rotating the trunk body by the rotation support device. And let the position measuring device measure a first welding position to be welded on the end portion, and make the welding torch perform a first welding position over the entire circumference of the end portion in the circumferential direction at the first welding position. One bead is formed, and a position on the end where the radial end of the first bead is arranged is measured by the position measuring device as a second welding position. 2 At the welding position, one of the first beads And a control device to form a second bead over the circumferential direction of the circumference of said end portion to overlap the.
本発明によれば、既に形成された第1ビードの径方向の端部を基準として新たな第2ビードが重ねて形成される。このため、径方向に形成される複数のビードにおいて径方向の幅が互いに異なる場合であっても、ビード同士の重複領域が過不足することを抑制でき、径方向全体に均一な寸法に溶接部を形成することができる。したがって、作業者が溶接トーチの移動量等を修正する手間を省くことができる。これにより、作業時間を短縮化し、作業者の負担を軽減することができる。 According to the present invention, a new second bead is formed on top of the radial end of the already formed first bead. For this reason, even when the radial widths of the plurality of beads formed in the radial direction are different from each other, it is possible to suppress the overlapping area between the beads from being excessively or deficient, and to make the welded portion uniform in the entire radial direction. Can be formed. Therefore, it is possible to save the operator the trouble of correcting the moving amount of the welding torch and the like. Thereby, the working time can be shortened, and the burden on the worker can be reduced.
上記の溶接システムにおいて、前記制御装置は、前記端部に対して初回の溶接を行う際、前記端部のうち径方向の外側の周縁部を前記第1溶接位置とし、前記端部に前記第1ビードを溶接した後に溶接を行う際、前記第1ビードの内周部を前記第2溶接位置とする。 In the above welding system, when performing the first welding to the end portion, the control device sets a radially outer peripheral portion of the end portion to the first welding position, and sets the first welding position to the end portion. When performing welding after welding one bead, the inner peripheral portion of the first bead is set to the second welding position.
本発明によれば、端部の外周側から内周側に溶接部を自動的に形成することができる。これにより、端部に効率的に溶接部を形成することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, a welding part can be formed automatically from the outer peripheral side of an end part to the inner peripheral side. Thereby, a weld part can be efficiently formed in an end part.
上記の溶接システムにおいて、前記制御装置は、前記位置計測装置に前記端部の内周部の位置を溶接終了位置として計測させ、前記第2溶接位置と前記溶接終了位置とに基づいて残り溶接距離を算出し、前記残り溶接距離が所定の閾値以上である場合に前記溶接トーチに前記第2ビードを形成させる。 In the above welding system, the control device causes the position measuring device to measure a position of an inner peripheral portion of the end as a welding end position, and based on the second welding position and the welding end position, a remaining welding distance. Is calculated, and the second bead is formed on the welding torch when the remaining welding distance is equal to or greater than a predetermined threshold.
本発明によれば、作業者の手を煩わせることなく、残り溶接距離が所定の閾値に近づくまで端部に複数の溶接部を自動的に形成することができる。 Advantageous Effects of Invention According to the present invention, a plurality of welds can be automatically formed at an end portion until a remaining welding distance approaches a predetermined threshold without bothering the operator.
上記の溶接システムにおいて、前記制御装置は、前記残り溶接距離が所定の閾値未満である場合に前記溶接トーチに溶接を終了させる。 In the above welding system, the control device causes the welding torch to terminate welding when the remaining welding distance is less than a predetermined threshold.
本発明によれば、端部から溶接部がはみ出して形成されることを抑制できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it can suppress that a welding part protrudes from an end part and is formed.
上記の溶接システムにおいて、前記端部の内周部又は外周部から前記径方向に所定距離空けた位置に、前記位置計測装置によって計測可能な位置基準部が形成され、前記制御装置は、前記位置計測装置に前記位置基準部の位置を計測させ、計測結果に基づいて前記内周部又は外周部の位置を算出する。 In the above welding system, a position reference portion measurable by the position measuring device is formed at a position spaced a predetermined distance in the radial direction from an inner peripheral portion or an outer peripheral portion of the end portion, and the control device is configured to control the position The measuring device measures the position of the position reference portion, and calculates the position of the inner peripheral portion or the outer peripheral portion based on the measurement result.
本発明によれば、端部上の位置をより確実に計測することができる。これにより、溶接部を高精度に形成することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the position on an edge part can be measured more reliably. Thereby, a welding part can be formed with high precision.
上記の溶接システムにおいて、前記回転支持装置は、前記端部のうち前記軸方向の端面が水平面に対して立った状態に配置されるように前記胴本体を支持する。 In the above welding system, the rotation support device supports the trunk main body such that the axial end face of the end portions is disposed so as to stand on a horizontal plane.
本発明によれば、端面が水平面に対して立った状態に配置される場合に、効率的に溶接部を形成することが可能となる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, when an end surface is arrange | positioned with respect to the horizontal surface, it becomes possible to form a welding part efficiently.
本発明に係る溶接方法は、円筒状に形成された胴本体を周方向に回転可能に支持した回転支持装置が前記胴本体を前記周方向に回転させる工程と、前記胴本体の軸方向の端部のうち溶接対象位置である第1溶接位置を位置計測装置が計測する工程と、溶接装置に設けられ前記胴本体の径方向に移動可能な溶接トーチが前記第1溶接位置で前記端部の周方向の一周に亘って第1ビードを形成する工程と、前記位置計測装置が前記第1ビードの内周部の位置を第2溶接位置として計測する工程と、前記溶接トーチが前記第2溶接位置で前記第1ビードの一部に重ねるように前記端部の周方向の一周に亘って第2ビードを形成する工程と、を含む。 The welding method according to the present invention includes a step of rotating the torso body in the circumferential direction by a rotation support device that rotatably supports a torso body formed in a cylindrical shape in a circumferential direction, and an axial end of the torso body. The position measuring device measures a first welding position that is a welding target position of the portion, and a welding torch provided in the welding device and movable in a radial direction of the trunk body at the first welding position. A step of forming a first bead over one circumference of the circumferential direction, a step of measuring the position of an inner peripheral portion of the first bead as a second welding position by the position measuring device, and a step of forming the second torch by the welding torch. Forming a second bead over one circumference of the end portion so as to overlap a part of the first bead at a position.
本発明によれば、作業者の手を煩わせることなく、端部に第1ビード及び第2ビードを自動的に形成することができる。また、径方向に形成される複数の溶接部において径方向の幅が互いに異なる場合であっても、径方向全体に均一な寸法に溶接部を形成することができる。したがって、作業者が溶接部の径方向の幅を修正するなどの手間を省くことができる。これにより、作業時間を短縮化し、作業者の負担を軽減することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, a 1st bead and a 2nd bead can be formed automatically in an edge part, without bothering a worker's hand. Further, even when the radial widths of the plurality of weld portions formed in the radial direction are different from each other, the weld portions can be formed to have uniform dimensions over the entire radial direction. Therefore, it is possible to save the operator from having to correct the radial width of the welded portion. Thereby, the working time can be shortened, and the burden on the worker can be reduced.
本発明に係る溶接システム及び溶接方法によれば、作業時間を短縮化し、作業者の負担を低減することが可能となる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to the welding system and welding method which concern on this invention, it becomes possible to shorten work time and to reduce the burden of an operator.
以下、本発明に係る溶接システムの実施形態を図面に基づいて説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。 Hereinafter, an embodiment of a welding system according to the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited by the embodiment. The components in the following embodiments include those that can be easily replaced by those skilled in the art, or those that are substantially the same.
図1は、本実施形態に係る溶接システム100の一例を示す斜視図である。図1に示すように、溶接システム100は、回転支持装置101と、位置計測装置102と、溶接装置103と、制御装置104とを備えている。
FIG. 1 is a perspective view illustrating an example of a
溶接システム100は、円筒状に形成された胴本体21の軸方向の一端に形成される円環状の端面(41a、42a、43a)に対して溶接部を形成するものである。ここで、溶接システム100の各装置の構成を説明する前に、胴本体21について説明する。この胴本体21は、放射性物質収納容器としてのキャスク11の一部を構成する。図2は、キャスク11の一例を示す縦断面図である。
The
図2に示すように、キャスク11は、胴部12と蓋部13とバスケット14とを有している。胴部12は、上記の胴本体21と、外筒25と、底板28とを有している。胴本体21は、円筒状に形成され、中心軸AXの軸線方向の一端部に開口部22を有し、他端部に底部23を有する。以下、胴本体21のうち開口部22が形成された側の端部を開口側端部21aと表記し、底部23が形成された側の端部を底部側端部21bと表記する。胴本体21の内部には、キャビティ24が形成されている。胴本体21の内面は、バスケット14の外周形状に合わせた形状となっている。バスケット14は、例えば、使用済燃料集合体である放射性物質(図示略)を個々に収納するセルを複数有している。底部23を含む胴本体21は、γ線遮蔽機能を有する炭素鋼製の鍛造品となっている。
As shown in FIG. 2, the
また、外筒25は、胴本体21の外周側に設けられている。外筒25は、胴本体21の外周面との間に所定の隙間を空けて配置されている。この胴本体21の外周面と外筒25の内周面との隙間には、熱伝導を行う不図示の伝熱フィンが周方向に所定間隔で複数溶接されている。また、この隙間には、レジン(中性子遮蔽体)27が充填されている。レジン27としては、例えば水素を多く含有する高分子材料が用いられる。このような高分子材料には、例えば中性子遮蔽機能を有するボロン又はボロン化合物が含有されてもよい。
The
また、底板28は、胴本体21の底部側端部21bに連結されている。底板28は、底部23との間に所定の隙間を空けて配置されている。底部23と底板28との隙間には、レジン(中性子遮蔽体)29が設けられている。また、胴部12の側面には、トラニオン30が固定されている。
Further, the
胴本体21の開口側端部21aには、第1段部41と、第2段部42と、第3段部43とが形成されている。第1段部41は、中心軸AXの軸線方向に垂直な円環状の第1端面41aを有する。第1端面41aには、複数のネジ穴41bが胴本体21の周方向に等間隔で形成されている。第2段部42は、第1段部41よりも開口部22の外側に形成されている。第2段部42は、第1端面41aに平行な円環状の第2端面42aを有する。第2端面42aには、複数のネジ穴42bが胴本体21の周方向に等間隔で形成されている。第3段部43は、第1端面41a及び第2端面42aに平行な円環状の第3端面43aを有する。第3端面43aには、複数のネジ穴43bが胴本体21の周方向に等間隔で形成されている。
A
蓋部13は、一次蓋31と、二次蓋32と、三次蓋33とを有している。一次蓋31は、胴本体21の第1段部41に対して着脱可能に取付けられる。一次蓋31は、第1段部41に嵌合され、第1端面41aに密着する。一次蓋31は、ボルト71により第1段部41に締結される。一次蓋31は、キャビティ24側の負圧を維持してキャビティ24内に充填されたガスの漏洩を防ぐ。また、一次蓋31は、キャビティ24内に収納された放射性物質から出る放射線(γ線)を遮蔽する。また、一次蓋31の外側(二次蓋32側)には、レジン(中性子遮蔽体)が設けられている。一次蓋31と二次蓋32との間には、大気に対して加圧された圧力監視境界が形成される。
The
二次蓋32は、胴本体21の第2段部42に対して着脱可能に取付けられる。二次蓋32は、第2段部42に嵌合され、第2端面42aに密着する。二次蓋32は、ボルト72により第2段部42に締結される。二次蓋32は、一次蓋31からのガスの漏洩を阻止する。また、二次蓋32は、キャビティ24側の圧力を担保する。
The
三次蓋33は、胴本体21の第3段部43に対して着脱可能に取付けられる。三次蓋33は、第3段部43に嵌合され、第3端面43aに密着する。三次蓋33は、ボルト73により第3段部43に締結される。三次蓋33は、胴本体21の開口部22における第3段部43に固定される。三次蓋33は、外部の衝撃から二次蓋32を防御する。
The tertiary lid 33 is detachably attached to the
図3は、胴本体21の開口側端部21a側の要部を拡大して示す断面図である。図3では、第3段部43の一部のみを示し、三次蓋33、ボルト73及びネジ穴43bの構成や第1段部41及び第2段部42については省略している。また、以下の説明についても、第3段部43の一部について説明し、三次蓋33等の説明や第1段部41及び第2段部42の説明を省略する。
FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view showing a main part of the trunk
図3に示すように、第3段部43の表面には、溶接部50が形成されている。溶接部50は、胴本体21の開口側端部21aのうち、端面21rと、傾斜面21cと、内周面21fとに亘って形成されている。溶接部50は、ステンレスなどの材料により肉盛溶接されることで形成されている。なお、第1段部41及び第2段部42についても第3段部43と同様に溶接部50が形成されており、同様の説明が可能である。
As shown in FIG. 3, a welded
続いて、保護部材挿入システム100の各装置の構成を説明する。図1に示すように、回転支持装置101は、開口側端部21aの端面21rが床面113に対して例えば垂直な方向に立った状態に配置されるように胴本体21を横倒し状態で支持する。なお、回転支持装置101によって胴本体21を回転させる場合、軸方向の一方の端部(例えば、底部側端部21b)に荷重を受けるように配置して回転させた方が回転制御を容易に行うことができる場合がある。この場合、端面21rは、床面113に垂直な状態に対して傾斜して配置させる。このときの傾斜角は、例えば1°以下にすることが好ましい。
Subsequently, the configuration of each device of the protection
回転支持装置101は、胴本体21を支持した状態で周方向に回転可能である。回転支持装置101としては、例えばターニングローラなどが用いられる。なお、図1では、開口側端部21aに溶接部50が形成される前の状態を示している。したがって、図1に示す開口側端部21aは、第1端面41aに対応する端面21pと、第2端面42aに対応する端面21qと、第3端面43aに対応する端面21rとが露出した状態となっている。
The
回転支持装置101は、支持台111と、一対の支持ローラ114,115とを有している。支持台111は、不図示の複数の脚部により床面113に設置されている。床面113は、例えば水平面に平行に形成されている。一対の支持ローラ114,115は、それぞれ回転可能に設けられている。各支持ローラ114,115は、胴本体21の開口側端部21a及び底部側端部21bをそれぞれ支持するように、中心軸AXの軸線方向の2箇所に配置されている。各支持ローラ114,115には、不図示の駆動装置が連結されている。駆動装置は、支持ローラ114,115を周方向の一方向及び他方向に回転駆動する。
The
位置計測装置102は、胴本体21の開口側端部21a上の位置を計測する。位置計測装置102としては、例えばCCDカメラが用いられている。位置計測装置102は、例えば不図示の6軸多関節ロボット等のアーム120に取り付けられている。なお、位置計測装置102として、CCDカメラに代えて、例えばレーザセンサや超音波センサ、赤外線センサ等、対象物までの距離を測定するセンサであってもよい。位置計測装置102は、図1において、開口側端部21aの周囲を6軸方向に移動可能である。位置計測装置102は、開口側端部21aを撮影する。位置計測装置102は、撮影した画像データを制御装置104に送信する。
The
溶接装置103は、溶接トーチ131を有している。溶接トーチ131は、例えば不図示の6軸多関節ロボット等のアーム130に取り付けられている。溶接トーチ131は、開口側端部21aに対向して配置され、各面の径方向に移動可能である。溶接トーチ131は、溶接電流やシールドガスを供給する。溶接トーチ131の先端にはノズル132が設けられている。溶接トーチ131は、溶接ワイヤ133をノズル132側に供給可能である。
The
制御装置104は、回転支持装置101、位置計測装置102及び溶接装置103の各装置を統括的に制御する。制御装置104は、回転支持装置101の駆動装置を制御して支持ローラ114,115を回転させる。また、制御装置104は、画像処理部141と、位置算出部142とを有している。画像処理部141は、位置計測装置102から送信された画像データに対して二値化処理等の画像処理を行う。位置算出部142は、画像処理部141によって処理された画像データに基づいて、開口側端部21aの位置を算出する。位置算出部142は、開口側端部21aの位置を、例えば胴本体21の径方向の位置座標として算出する。また、位置算出部142は、各端面上に形成されるビード等の凹凸部の位置を、径方向の位置座標として算出する。この場合、位置算出部142は、例えば胴本体21の中心軸AXを座標の基準位置として用いることができる。
The
なお、位置計測装置102として、レーザセンサ等、対象物までの距離を測定するセンサが用いられる場合、制御装置104は、例えば位置計測装置102を胴本体21の中心軸AX上から径方向に移動させるようにする。この場合、位置計測装置102を径方向に移動させる間に、位置計測装置102と測定対象物との距離が変化する部分がある。例えば端面21p、端面21q及び端面21rが出現した場合や、各端面上にビード等の凹凸が出現した場合には、位置計測装置102からの距離が変化する。このような距離が変化する位置を径方向の位置座標に対応させて検出ことにより、各端面の径方向の位置座標や溶接部50等の凹凸部分の径方向の位置座標を求めることができる。
When a sensor such as a laser sensor that measures a distance to an object is used as the
続いて、本実施形態に係る溶接システム100を用いて溶接部50を形成する溶接方法を説明する。図4は、溶接方法の一例を示すフローチャートである。以下、胴本体21の端面21r等に溶接部50を形成して第3段部43を形成する場合を例に挙げて説明する。なお、端面21p等に溶接部50を形成して第1段部41を形成する場合、また、端面21q等に溶接部50を形成して第2段部42を形成する場合についても、同様の説明が可能である。
Subsequently, a welding method for forming the
まず、不図示のクレーン等を用いて胴本体21を搬送し、この胴本体21を横倒し状態で、回転支持装置101の支持ローラ114,115上に載置する。開口側端部21aが床面113に沿った方向に向けられた状態で胴本体21が4つの支持ローラ114,115に載置されることにより、当該胴本体21は回転支持装置101に回転可能に支持される。その後、制御装置104は、回転支持装置101を駆動制御することで胴本体21を回転させる(ステップS11)。
First, the
胴本体21の回転の後、制御装置104は、位置計測装置102により、端面21rの内周部21eの位置を溶接終了位置PEとして計測させる(ステップS12)。図5は、位置計測装置102による計測動作の一例を示す図である。ステップS12において、制御装置104は、位置計測装置102に内周部21eを含む領域を撮影させ、得られた画像データを画像処理部141で処理する。その後、位置算出部142は、処理した画像データに基づいて内周部21eの位置(溶接終了位置PE)を算出する。溶接終了位置PEである内周部21eの位置は、後のステップで用いられる。
After the rotation of the trunk
次に、制御装置104は、端面21rのうち溶接対象位置である第1溶接位置P1を位置計測装置102に計測させる(ステップS13)。ステップS13において、制御装置104は、図5に示すように、端面21rの外周部21dの位置を第1溶接位置P1として位置計測装置102に計測させる。なお、図5では、位置計測装置102が計測対象位置に応じて上下に移動する様子が示されているが、これに限定するものではない。溶接終了位置PE及び第1溶接位置P1をそれぞれ計測可能であれば、位置計測装置102を移動させなくてもよい。
Next, the
次に、制御装置104は、溶接トーチ131を第1溶接位置P1に移動させ、当該第1溶接位置P1で溶接トーチ131に溶接を行わせる(ステップS14)。図6は、溶接装置103による溶接動作の一例を示す図である。ステップS14において、制御装置104は、図6に示すように、溶接トーチ131のノズル132を第1溶接位置P1に対向させ、溶接ワイヤ133を供給しつつ溶接を行わせる。胴本体21が周方向に回転しているため、端面21rの周方向の一周に亘ってビード(第1ビード)51が形成される。
Next, the
次に、制御装置104は、ビード51の内周部51aの位置を位置計測装置102に計測させる(ステップS15)。図7は、位置計測装置102による計測動作の一例を示す図である。ステップS15において、制御装置104は、図7に示すように、位置計測装置102によりビード51の内周部51aの位置を、次の溶接対象位置である第2溶接位置P2として計測させる。
Next, the
次に、制御装置104は、溶接トーチ131を第2溶接位置P2に移動させ、当該第2溶接位置P2で溶接トーチ131に溶接を行わせる(ステップS16)。図8は、溶接装置103による溶接動作の一例を示す図である。ステップS16において、制御装置104は、図8に示すように、溶接トーチ131のノズル132を第2溶接位置P2に対向させ、溶接ワイヤ133を供給しつつ、ビード51の一部に重ねるように新たなビード(第2ビード)52の溶接を行わせる。胴本体21が周方向に回転しているため、端面21rの周方向の一周に亘ってビード52が形成される。
Next, the
次に、制御装置104は、ビード52の内周部52aの位置を位置計測装置102に計測させる(ステップS17)。図9は、位置計測装置102による計測動作の一例を示す図である。ステップS17において、制御装置104は、図9に示すように、位置計測装置102によりビード52の内周部52aの位置を、次の溶接対象位置である第3位置P3として計測させる。
Next, the
次に、制御装置104は、残り溶接距離が閾値以上か否かを判断する(ステップS18)。ステップS18において、制御装置104は、図9に示すように、ステップS17で計測した第3位置P3と、ステップS12で計測した溶接終了位置PEとの距離を、残り溶接距離tとして算出する。なお、閾値については、予め制御装置104の記憶部(不図示)等に記憶させておくことができる。この閾値は、例えばビードの平均的な径以下の値(例えば、5mm程度)に設定することができる。
Next,
判断の結果、残り溶接距離が閾値以上である場合(ステップS18のYes)、制御装置104は、ステップS16以降の工程を繰り返し行わせる。この場合、制御装置104は、溶接トーチ131を計測位置(第3位置P3)に移動させ、当該第3位置P3で新たなビードを端面21rの周方向の一周に亘って形成させる。その後、新たに形成したビードの内周部の位置を計測し、残り溶接距離が閾値以上かを判断する。
If the result of the determination is that the remaining welding distance is equal to or greater than the threshold value (Yes in step S18), the
また、判断の結果、残り溶接距離が閾値未満である場合(ステップS18のNo)、制御装置104は、端面21rの溶接を終了させる。端面21rの溶接が終了した後、制御装置104は、同様の動作を行わせることで傾斜面21c及び内周面21fについてもビードを形成させる。
If the result of the determination is that the remaining welding distance is smaller than the threshold value (No in step S18), the
図10は、位置計測装置102による計測動作の一例を示す図である。図10では、ビード52の形成後、新たなビード53が複数重ねて形成され、ビード53の内周部53aが端面21rの内周部21eに近づいた状態となっている。ただし、ビード53の内周部53aは、端面21rの内周部21eには到達していない。この状態で、残り溶接距離tが閾値未満であると判断された場合、溶接が終了されるため、端面21rの残りの領域はビードが形成されない未溶接領域となってしまう。
FIG. 10 is a diagram illustrating an example of a measurement operation by the
図11は、溶接装置103による溶接動作の一例を示す図である。上記のように端面21rに未溶接領域が形成される場合には、図11に示すように、制御装置104は、端面21rの溶接後、傾斜面21cの溶接を行う際に、端面21rの未溶接領域を含む位置を溶接対象位置として溶接を行わせることができる。また、未溶接領域にビードが形成されるように作業者が設定してもよい。これにより、未溶接領域の形成を抑制することができるため、開口側端部21aの全体に均一に溶接部50が形成されることになる。
FIG. 11 is a diagram illustrating an example of a welding operation by the
以上のように、本実施形態によれば、既に形成された第1ビード51の径方向の内周部51aを基準位置として新たな第2ビード52が重ねて形成される。このため、径方向に形成される複数のビードにおいて径方向の幅が互いに異なる場合であっても、ビード同士の重複領域が過不足することを抑制でき、径方向全体に均一な寸法に溶接部50を形成することができる。したがって、作業者が溶接トーチ131の移動量等を修正する手間を省くことができる。これにより、作業時間を短縮化し、作業者の負担を軽減することができる。
As described above, according to the present embodiment, a new
なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更を加えることができる。例えば、上記実施形態では、位置計測装置102に溶接終了位置PEを計測させる際、端面21rの内周部21eを撮影させて計測させる例を挙げて説明したが、これに限定するものではない。例えば、端面21rのうち内周部21eから径方向の外周側に所定距離だけ離れた位置に、位置計測装置102によって計測可能な位置基準部を設けるようにしてもよい。
Note that the technical scope of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be appropriately changed without departing from the spirit of the present invention. For example, in the above embodiment, when the
図12は、胴本体21の開口側端部21aの他の例を示す図である。図12に示すように、内周部21eから所定距離dだけ外周側に離れた位置に、位置基準部としてスポット溶接部61が形成された構成としてもよい。スポット溶接部61は、胴本体21の母材又は溶接部50の材料を用いて形成することができる。スポット溶接部61を形成した場合、制御装置104は、位置計測装置102によって計測されたスポット溶接部61の位置と、所定距離dとに基づいて、内周部21eの径方向の位置を算出することが可能である。
FIG. 12 is a diagram illustrating another example of the opening-
図13は、胴本体21の開口側端部21aの他の例を示す図である。図13に示すように、内周部21eから所定距離dだけ外周側に離れた位置に、位置基準部としてケガキ部62が形成された構成としてもよい。ケガキ部62を形成した場合、制御装置104は、位置計測装置102によって計測されたケガキ部62の位置と、所定距離dとに基づいて、内周部21eの径方向の位置を算出することが可能である。なお、位置計測装置102としてCCDカメラが用いられる場合、ケガキ部62を撮影した撮影データは、画像処理部141で二値化処理された場合、黒色の線として表示される。このため、周囲の画像との間で識別が容易となる。
FIG. 13 is a diagram illustrating another example of the opening-
図14は、胴本体21の開口側端部21aの他の例を示す図である。図14に示すように、内周部21eから所定距離dだけ外周側に離れた位置に、位置基準部として溝部63が形成された構成としてもよい。溝部63は、端面21rに対して予め加工を行うことで形成される。溝部63を形成した場合、制御装置104は、位置計測装置102によって計測された溝部63の位置と、所定距離dとに基づいて、内周部21eの径方向の位置を算出することが可能である。なお、位置計測装置102としてCCDカメラが用いられる場合、溝部63を撮影した撮影データは、ケガキ部62の場合と同様に、画像処理部141で二値化処理された場合、黒色の線として表示される。このため、周囲の画像との間で識別が容易となる。
FIG. 14 is a diagram showing another example of the opening-
図15は、胴本体21の開口側端部21aの他の例を示す図である。図15に示すように、内周部21eから所定距離dだけ外周側に離れた位置に、位置基準部として突起部64が形成された構成としてもよい。突起部64は、胴本体21の端面21rを形成する際に加工形成することができる。突起部64を形成した場合、制御装置104は、位置計測装置102によって計測された突起部64の位置と、所定距離dとに基づいて、内周部21eの径方向の位置を算出することが可能である。
FIG. 15 is a diagram illustrating another example of the opening-
また、上記実施形態において、端面21rの外周部21dや内周部21e等の角部を撮影させる際、不図示の光源部によって角部以外の領域に光が投射された状態で撮影を行わせ、画像データのうち角部以外の領域にハレーションを生じさせるようにしてもよい。これにより、画像データにおいて、角部が際立った状態となるため、角部の識別が容易となる。
Further, in the above embodiment, when photographing a corner such as the outer
11 キャスク
12 胴部
13 蓋部
14 バスケット
21 胴本体
21a 開口側端部
21b 底部側端部
21c 傾斜面
21d 外周部
21e 内周部
21f 内周面
21p,21q,21r 端面
22 開口部
23 底部
24 キャビティ
25 外筒
27 レジン
28 底板
30 トラニオン
31 一次蓋
32 二次蓋
33 三次蓋
41 第1段部
42 第2段部
43 第3段部
41a,42a,43a 端面
41b,42b,43b ネジ穴
50 溶接部
51,52,53 ビード
71,72,73 ボルト
51a,52a,53a 内周部
61 スポット溶接部
62 ケガキ部
63 溝部
64 突起部
100 保護部材挿入システム
100 溶接システム
101 回転支持装置
102 位置計測装置
103 溶接装置
104 制御装置
111 支持台
113 床面
114,115 支持ローラ
120,130 アーム
131 溶接トーチ
132 ノズル
133 溶接ワイヤ
141 画像処理部
142 位置算出部
AX 中心軸
d 所定距離
P1,P2,P3 位置
PE 溶接終了位置
t 溶接距離
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記胴本体のうち軸方向の端部に複数のビードを含む溶接部を形成する溶接トーチを有し、前記溶接トーチを前記胴本体の径方向に移動可能な溶接装置と、
前記端部上における位置を計測可能な位置計測装置と、
前記回転支持装置により前記胴本体を回転させた状態とし、前記端部上のうち溶接対象となる第1溶接位置を前記位置計測装置に計測させ、前記溶接トーチに前記第1溶接位置で前記端部の周方向の一周に亘って第1ビードを形成させ、前記端部上のうち前記第1ビードの前記径方向の端部が配置される位置を第2溶接位置として前記位置計測装置に計測させた後、前記溶接トーチに前記第2溶接位置で前記第1ビードの一部に重ねるように前記端部の周方向の一周に亘って第2ビードを形成させる制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、前記位置計測装置に前記端部の内周部の位置を溶接終了位置として計測させ、前記第2溶接位置と前記溶接終了位置とに基づいて残り溶接距離を算出し、前記残り溶接距離が所定の閾値以上である場合に前記溶接トーチに前記第2ビードを形成させる
溶接システム。 A rotation support device that supports a cylindrical main body rotatably in a circumferential direction,
A welding device that has a welding torch that forms a weld including a plurality of beads at an axial end of the trunk body, and that can move the welding torch in a radial direction of the trunk body;
A position measuring device capable of measuring a position on the end portion,
The body is rotated by the rotation support device, a first welding position to be welded on the end portion is measured by the position measuring device, and the welding torch is configured to measure the end at the first welding position. A first bead is formed over one circumference of the portion, and a position on the end where the radial end of the first bead is arranged is measured as a second welding position by the position measuring device. And a control device for forming a second bead over the circumference of the end portion so as to overlap a part of the first bead at the second welding position on the welding torch,
With
The control device causes the position measuring device to measure a position of an inner peripheral portion of the end as a welding end position, calculates a remaining welding distance based on the second welding position and the welding end position, and calculates the remaining welding distance. A welding system for forming the second bead on the welding torch when a welding distance is equal to or greater than a predetermined threshold.
前記胴本体のうち軸方向の端部に複数のビードを含む溶接部を形成する溶接トーチを有し、前記溶接トーチを前記胴本体の径方向に移動可能な溶接装置と、
前記端部上における位置を計測可能な位置計測装置と、
前記回転支持装置により前記胴本体を回転させた状態とし、前記端部上のうち溶接対象となる第1溶接位置を前記位置計測装置に計測させ、前記溶接トーチに前記第1溶接位置で前記端部の周方向の一周に亘って第1ビードを形成させ、前記端部上のうち前記第1ビードの前記径方向の端部が配置される位置を第2溶接位置として前記位置計測装置に計測させた後、前記溶接トーチに前記第2溶接位置で前記第1ビードの一部に重ねるように前記端部の周方向の一周に亘って第2ビードを形成させる制御装置と、
を備え、
前記回転支持装置は、前記端部のうち前記軸方向の端面が水平面に対して立った状態に配置されるように前記胴本体を支持する
溶接システム。 A rotation support device that supports a cylindrical main body rotatably in a circumferential direction,
A welding device that has a welding torch that forms a weld including a plurality of beads at an axial end of the trunk body, and that can move the welding torch in a radial direction of the trunk body;
A position measuring device capable of measuring a position on the end portion,
The body is rotated by the rotation support device, a first welding position to be welded on the end portion is measured by the position measuring device, and the welding torch is used for the end at the first welding position. A first bead is formed over one circumference of the portion, and a position on the end where the radial end of the first bead is arranged is measured as a second welding position by the position measuring device. A control device for forming a second bead over the entire circumference of the end portion so that the welding torch is overlapped with a part of the first bead at the second welding position,
With
The welding system, wherein the rotation support device supports the trunk main body such that the axial end surface of the end portions is disposed so as to stand on a horizontal plane.
前記端部に前記第1ビードを溶接した後に溶接を行う際、前記第1ビードの内周部を前記第2溶接位置とする
請求項1又は請求項2に記載の溶接システム。 The control device, when performing the first welding to the end portion, the outer peripheral portion in the radial direction of the end portion as the first welding position,
The welding system according to claim 1, wherein when welding is performed after the first bead is welded to the end portion, an inner peripheral portion of the first bead is set to the second welding position.
請求項1に記載の溶接システム。 The welding system according to claim 1, wherein the control device causes the welding torch to terminate welding when the remaining welding distance is less than a predetermined threshold.
前記制御装置は、前記位置計測装置に前記位置基準部の位置を計測させ、計測結果に基づいて前記内周部又は外周部の位置を算出する
請求項1から請求項4のうちいずれか一項に記載の溶接システム。 At a position spaced a predetermined distance in the radial direction from the inner or outer peripheral portion of the end portion, a position reference portion that can be measured by the position measuring device is formed.
The control device causes the position measurement device to measure the position of the position reference portion, and calculates the position of the inner peripheral portion or the outer peripheral portion based on the measurement result. The welding system according to claim 1.
前記胴本体の軸方向の端部のうち溶接対象位置である第1溶接位置を位置計測装置が計測する工程と、
溶接装置に設けられ前記胴本体の径方向に移動可能な溶接トーチが前記第1溶接位置で前記端部の周方向の一周に亘って第1ビードを形成する工程と、
前記位置計測装置が前記第1ビードの内周部の位置を第2溶接位置として計測する工程と、
前記溶接トーチが前記第2溶接位置で前記第1ビードの一部に重ねるように前記端部の周方向の一周に亘って第2ビードを形成する工程と、
を含み、
前記端部の内周部の位置を溶接終了位置として計測し、前記第2溶接位置と前記溶接終了位置とに基づいて残り溶接距離を算出し、前記残り溶接距離が所定の閾値以上である場合に前記溶接トーチに前記第2ビードを形成させる工程を更に含む、
溶接方法。 A step of rotating the torso body in the circumferential direction by a rotation supporting device that supports the torso body formed in a cylindrical shape so as to be rotatable in the circumferential direction,
A step in which the position measurement device measures a first welding position that is a welding target position among the axial ends of the trunk main body;
A step in which a welding torch provided in a welding device and movable in a radial direction of the trunk main body forms a first bead over the entire circumference of the end portion at the first welding position;
A step in which the position measuring device measures a position of an inner peripheral portion of the first bead as a second welding position;
Forming a second bead over one circumference of the end so that the welding torch overlaps a part of the first bead at the second welding position;
Including
When the position of the inner peripheral portion of the end is measured as a welding end position, a remaining welding distance is calculated based on the second welding position and the welding end position, and the remaining welding distance is equal to or greater than a predetermined threshold. Further comprising the step of forming the second bead on the welding torch,
Welding method.
前記胴本体の軸方向の端部のうち溶接対象位置である第1溶接位置を位置計測装置が計測する工程と、
溶接装置に設けられ前記胴本体の径方向に移動可能な溶接トーチが前記第1溶接位置で前記端部の周方向の一周に亘って第1ビードを形成する工程と、
前記位置計測装置が前記第1ビードの内周部の位置を第2溶接位置として計測する工程と、
前記溶接トーチが前記第2溶接位置で前記第1ビードの一部に重ねるように前記端部の周方向の一周に亘って第2ビードを形成する工程と、
を含み、
前記回転支持装置は、前記端部のうち前記軸方向の端面が水平面に対して立った状態に配置されるように前記胴本体を支持する
溶接方法。 A step of rotating the torso body in the circumferential direction by a rotation supporting device that supports the torso body formed in a cylindrical shape so as to be rotatable in the circumferential direction,
A step in which the position measurement device measures a first welding position that is a welding target position among the axial ends of the trunk main body;
A step in which a welding torch provided in a welding device and movable in a radial direction of the trunk main body forms a first bead over the entire circumference of the end portion at the first welding position;
A step in which the position measuring device measures a position of an inner peripheral portion of the first bead as a second welding position;
Forming a second bead over one circumference of the end so that the welding torch overlaps a part of the first bead at the second welding position;
Including
The welding method, wherein the rotation support device supports the trunk main body such that the axial end surface of the end portions is disposed so as to stand on a horizontal plane.
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